Gli ossidi acidi sono composti binari formati da ossigeno e un elemento, generalmente un non metallo, caratterizzati dalla capacità di reagire con l’acqua formando acidi e con le basi formando sali.
Più in generale, gli ossidi sono composti binari costituiti da ossigeno e un altro elemento chimico e vengono classificati, in base al loro comportamento chimico, in:
-ossidi acidi (anidridi)
-ossidi basici
-ossidi anfoteri
Il carattere dell’ossido dipende principalmente dall’elettronegatività dell’elemento legato all’ossigeno:-
-elementi molto elettronegativi → ossidi acidi
-elementi poco elettronegativi → ossidi basici
-comportamento intermedio → ossidi anfoteri
Gli ossidi acidi rappresentano una classe fondamentale della chimica inorganica, in quanto costituiscono le anidridi degli acidi ossigenati e giocano un ruolo centrale in numerosi processi naturali e industriali.
La loro comprensione, insieme a quella degli ossidi basici e anfoteri, permette di interpretare le reazioni acido-base, le trasformazioni chimiche e il comportamento degli elementi nella tavola periodica.
Ossidi acidi
Gli ossidi acidi sono costituiti da non metalli appartenenti ai gruppi 14, 15, 16 e 17; essi reagiscono con l’acqua per dare acidi e con le basi per dare sali.
Essi sono acidi di Lewis ovvero sono accettori di elettroni da una base di Lewis.
Esempi di ossidi acidi sono CO2 che reagisce con l’acqua per dare H2CO3, SO3 che reagisce con l’acqua per dare H2SO4 o P4O10 che reagisce con l’acqua per dare H3PO4:
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
P4O10(s) + 6 H2O(l) → 4 H3PO4(aq)
Gli ossidi acidi possono reagire con le basi per dare sali come ad esempio:
CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O
Ossidi basici
Gli ossidi basici sono costituiti da metalli dei gruppi 1 e 2 sono composti ionici e contengono lo ione O2- che reagisce con l’acqua per dare OH– secondo la reazione:
O2-(aq) + H2O(l) → 2 OH–(aq)
Esempi di ossidi basici sono Na2O che reagisce con l’acqua dà NaOH, CaO che reagisce con l’acqua per dare Ca(OH)2, MgO che reagisce con l’acqua per dare Mg(OH)2
Na2O(s) + H2O(l) → 2 NaOH(aq)
CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s)
MgO(s) + H2O(l) → Mg(OH)2(s)
Gli ossidi basici reagiscono con gli acidi per dare sali come ad esempio:
MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O
Na2O+H2SO4→Na2SO+ H2O
Ossidi anfoteri
Gli ossidi anfoteri possono agire sia da acidi che da basi. Un tipico esempio di ossido anfotero è costituito dall’ossido di alluminio Al2O3
In ambiente acido l’ossido di alluminio dà luogo alla formazione di esaacquoalluminio secondo la reazione:
Al2O3(s) + 3 H2O(l) + 6 H3O+(aq) → 2 [Al(H2O)6]3+(aq)
Mentre in ambiente basico dà luogo alla formazione di tetraidrossialluminato secondo la reazione:
Al2O3(s) + 3 H2O(l) + 2 OH−(aq) → 2 [Al(OH)4]−(aq)
Un altro esempio di ossido anfotero è costituito dall’ossido di zinco: esso si comporta da base in ambiente acido secondo la reazione:
ZnO(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2O(l)
con ottenimento del cloruro di zinco
mentre si comporta da acido in ambiente basico secondo la reazione:
ZnO(s) + H2O(l) + 2 OH−(aq) → [Zn(OH)4]2−(aq)
per dare il tetraidrossizincato.
Gli elementi che danno ossidi anfoteri sono costituiti spesso da metalli di transizione ad eccezione dello zinco che, secondo quanto stabilito dalla I.U.P.A.C. non è considerato metallo di transizione.
In generale il carattere dell’ossido è determinato dall’elemento a cui è legato l’ossigeno: quanto meno è elettronegativo l’elemento tanto più è basico l’ossido e viceversa.
Vengono riportati in figura gli ossidi degli elementi del blocco s e del blocco p dei quali viene indicato il carattere
Ossidi acidi e piogge acide
Un’importante applicazione degli ossidi acidi riguarda la formazione delle piogge acide, un fenomeno ambientale di grande rilevanza.
Alcuni ossidi acidi gassosi, prodotti principalmente dalla combustione di combustibili fossili e da attività industriali, vengono rilasciati nell’atmosfera. Tra i più significativi vi sono il biossido di zolfo (SO₂) e il triossido di zolfo (SO₃), oltre agli ossidi di azoto come NO₂.
Questi composti reagiscono con l’acqua presente nell’atmosfera (vapore acqueo, nubi) formando acidi forti:
-SO₂ + H₂O → H₂SO₃ (acido solforoso)
-SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (acido solforico)
-2 NO₂ + H₂O → HNO₂ + HNO₃ (acido nitroso e nitrico)
Le soluzioni acide così formate precipitano al suolo sotto forma di pioggia, neve o nebbia acida, causando effetti dannosi su ecosistemi acquatici, suoli e vegetazione e materiali da costruzione (corrosione di pietre e metalli)
Questo fenomeno rappresenta un chiaro esempio di come le proprietà chimiche degli ossidi acidi, in particolare la loro capacità di reagire con l’acqua formando acidi, abbiano conseguenze dirette sull’ambiente.
